论文部分内容阅读
【摘要】在信息技术教学中如何将计算思维这一学科核心素养落至实处？文章从四个方面着手：头脑风暴说算法、群策群力析算法、智慧工具述算法、推理规纳固算法。通过问题分解、分析解决问题的方法，明确解决问题的步骤，促进学生主动完成知识的建构;巧妙运用流程图工具，运用推理归纳方法，提升解决问题的效率。
【关键词】学科核心素养;计算思维;算法;流程图
自《江苏省义务教育信息技术课程纲要（2017年修订）》颁布实施以来，计算思维作为信息技术四大核心素养之一就高频出现在一线信息技术教师眼前。突然间，原来教学设计中写习惯了的“知识目标、技能目标、情感与态度价值观目标”一下子退出了教学设计的舞台，取而代之的是学科核心素养。在新形势下，在信息技术课堂中，如何把学科核心素养落到实处，尤其是“计算思维”这一核心素养。笔者自2018年起在信息技术日常课堂中，一直在尝试寻找一种操作范式，让计算思维在信息技术课堂中清晰可见，让计算思维在信息技术课堂中落地生根。算法就像一把钥匙，它为信息技术教师的教，为莘莘学子的学打开了一扇新的大门。
一、头脑风暴说算法
当计算思维第一次进入视野时，笔者第一反应就是去搜索计算思维到底是什么。百度百科是这样描述的：“计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动，由周以真于2006年3月首次提出。”在这个抽象的概念中，笔者唯一熟悉的就是“问题求解”，在编程教学中问题求解是主旋律。那么计算思维难道只能出现在编程教学中吗？
第一次尝试教学内容是“VB算法”，笔者选用了阿凡提的故事为情境，提出了这样的问题：“巴依老爷向放羊人提出：一个长20米宽11.4米的长方形羊圈，在不增加材料的情况下把羊圈扩大，同学们有什么办法？”此问题情境，就是为了引出算法的概念：算法是解决问题的方法与步骤。学生们还真是想出了各种方法：有的提出把羊圈围成正方形，有的提出把羊圈围成圆形，有的提出借助墙壁少一条边。确定方法后，他们又给出方案（即步骤），最终比对哪一种方案更优。在这节课中，笔者体会到计算思维定义中“一系列思维活动”的含义，悟出计算思维可以表现为学生在问题解决的过程中一系列思维活动。
不是编程内容的课，可不可以也用算法的思想呢？解决问题的方法与步骤，算法的概念是如此清晰明了。在运用PS制作“坚决制止餐饮浪费行为”海报的课堂上，笔者提出问题：“要把麦穗图案放置到海报中，可以运用什么方法？”学生们异口同声地回答：“选择麦穗，复制然后粘贴。”在那一瞬间，笔者豁然开朗，关于信息技术课上如何培养计算思维，笔者找到了突破口——将算法思想引入信息技术课堂。有问题、方法、步骤这三要素的课堂，何愁计算思维在课堂中无处安放？
二、群策群力析算法
算法原来就是解决问题的方法与步骤啊！揭开算法的神秘面纱后，它在生活中似乎随处可见了：数学学科中的统筹方法可以称为算法，语文学科中移步换景的写作手法也是算法，英语学科词根词缀记忆单词法又何尝不是算法的应用？那么在信息技术学科学习中，如何应用算法思想来提高学习的效率，拓展思维的深度呢？
在“动画补间”教学章节中，笔者尝试采用项目教学法。项目的任务是制作一个Flash影片，为《再别康桥》诗歌朗诵添彩。拿到项目后，学生分析诗歌的主要场景，每个场景需要绘制的动画角色（元件），每个场景的实现需要运用的主要技术。学生们群策群力，汇聚集体智慧，将原本庞大的项目分解成若干个小问题。在明确了需要解决的问题及需要的技术支撑后，学生的学习目标也清晰了。信息技术教学由教师埋头教转变为学生昂首学，课堂的主旋律变成了解决问题，教学效率的提升是必然的。
思维深度的拓展如何保障呢？原先我们的课堂总结是这样的：“今天你学会了什么技术？感悟了什么道理？……”在算法思想的指导下，我们的总结是：“（1）本节课我们解决了哪些问题？（2）解决这些问题大家分别采用了什么方法？（3）确定方法后，你们通过哪些步骤实现的？（4）这些方法在哪些软件的学习中我们曾经也使用过？它们有什么异同？”当分解问题、探究方法、明晰步骤成为习惯，思维深度的拓展将会成為必然。
三、智慧工具述算法
在程序设计中，算法的表达可以用自然语言、流程图及伪代码来体现。这些算法的表达方式在信息技术教学中可否拿来一用？
在“设计与制作演示文稿”章节中，“自定义动画”这一教学内容在教材上的体现仅是一项实践学习，但学生要把“自定义动画”用到恰到好处并不容易，动画对象、动画开始时间、动画类型这三个概念学生并没有立体的认知。因为动画有事物发展顺序这一要素，所以笔者在进行教学设计时，尝试运用流程图来贯穿教学始终。教学由“保护野生动物”宣传片开始，引出“爱护环境”这一主题，教学任务为制作动画版“爱护环境”公益广告。在制作动画开始，笔者提供相关素材，如垃圾、垃圾筒、绿水、青山、文字主题等，学生创编广告故事情节，师生共同运用流程图来梳理动画思路，然后根据流程图，依次针对各个动画对象选择合适的动画类型，设置恰当的开始方式，最终实现动画效果。
与以往的教学设计相比，因为有流程图的辅助，学生一个情节一个情节有条不紊地高效完成了动画。在实践过程中，他们对照流程图，动画对象的选择是有序的，动画对象的开始时间是“之前”还是“之后”是明确的，动画类型是“进入”还是“退出”是切合情境的。流程图教学，帮助学生实现了从浅层了解“自定义动画”到深层掌握“自定义动画”的转变，打破了“走着走着就忘了初心”的混沌，构建了“逻辑性强”的秩序。
流程图另一个妙处在于学生可以通过流程图来评价学习目标达成情况，及时查漏补缺。例如，在本节课中，最后一个动画情节中包含的知识点——如何对文字设置进入与退出两种效果？如果这个情节学生自评未能完美表达，即可对该知识点再思考与实践，直至解决问题为止。
【关键词】学科核心素养;计算思维;算法;流程图
自《江苏省义务教育信息技术课程纲要（2017年修订）》颁布实施以来，计算思维作为信息技术四大核心素养之一就高频出现在一线信息技术教师眼前。突然间，原来教学设计中写习惯了的“知识目标、技能目标、情感与态度价值观目标”一下子退出了教学设计的舞台，取而代之的是学科核心素养。在新形势下，在信息技术课堂中，如何把学科核心素养落到实处，尤其是“计算思维”这一核心素养。笔者自2018年起在信息技术日常课堂中，一直在尝试寻找一种操作范式，让计算思维在信息技术课堂中清晰可见，让计算思维在信息技术课堂中落地生根。算法就像一把钥匙，它为信息技术教师的教，为莘莘学子的学打开了一扇新的大门。
一、头脑风暴说算法
当计算思维第一次进入视野时，笔者第一反应就是去搜索计算思维到底是什么。百度百科是这样描述的：“计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动，由周以真于2006年3月首次提出。”在这个抽象的概念中，笔者唯一熟悉的就是“问题求解”，在编程教学中问题求解是主旋律。那么计算思维难道只能出现在编程教学中吗？
第一次尝试教学内容是“VB算法”，笔者选用了阿凡提的故事为情境，提出了这样的问题：“巴依老爷向放羊人提出：一个长20米宽11.4米的长方形羊圈，在不增加材料的情况下把羊圈扩大，同学们有什么办法？”此问题情境，就是为了引出算法的概念：算法是解决问题的方法与步骤。学生们还真是想出了各种方法：有的提出把羊圈围成正方形，有的提出把羊圈围成圆形，有的提出借助墙壁少一条边。确定方法后，他们又给出方案（即步骤），最终比对哪一种方案更优。在这节课中，笔者体会到计算思维定义中“一系列思维活动”的含义，悟出计算思维可以表现为学生在问题解决的过程中一系列思维活动。
不是编程内容的课，可不可以也用算法的思想呢？解决问题的方法与步骤，算法的概念是如此清晰明了。在运用PS制作“坚决制止餐饮浪费行为”海报的课堂上，笔者提出问题：“要把麦穗图案放置到海报中，可以运用什么方法？”学生们异口同声地回答：“选择麦穗，复制然后粘贴。”在那一瞬间，笔者豁然开朗，关于信息技术课上如何培养计算思维，笔者找到了突破口——将算法思想引入信息技术课堂。有问题、方法、步骤这三要素的课堂，何愁计算思维在课堂中无处安放？
二、群策群力析算法
算法原来就是解决问题的方法与步骤啊！揭开算法的神秘面纱后，它在生活中似乎随处可见了：数学学科中的统筹方法可以称为算法，语文学科中移步换景的写作手法也是算法，英语学科词根词缀记忆单词法又何尝不是算法的应用？那么在信息技术学科学习中，如何应用算法思想来提高学习的效率，拓展思维的深度呢？
在“动画补间”教学章节中，笔者尝试采用项目教学法。项目的任务是制作一个Flash影片，为《再别康桥》诗歌朗诵添彩。拿到项目后，学生分析诗歌的主要场景，每个场景需要绘制的动画角色（元件），每个场景的实现需要运用的主要技术。学生们群策群力，汇聚集体智慧，将原本庞大的项目分解成若干个小问题。在明确了需要解决的问题及需要的技术支撑后，学生的学习目标也清晰了。信息技术教学由教师埋头教转变为学生昂首学，课堂的主旋律变成了解决问题，教学效率的提升是必然的。
思维深度的拓展如何保障呢？原先我们的课堂总结是这样的：“今天你学会了什么技术？感悟了什么道理？……”在算法思想的指导下，我们的总结是：“（1）本节课我们解决了哪些问题？（2）解决这些问题大家分别采用了什么方法？（3）确定方法后，你们通过哪些步骤实现的？（4）这些方法在哪些软件的学习中我们曾经也使用过？它们有什么异同？”当分解问题、探究方法、明晰步骤成为习惯，思维深度的拓展将会成為必然。
三、智慧工具述算法
在程序设计中，算法的表达可以用自然语言、流程图及伪代码来体现。这些算法的表达方式在信息技术教学中可否拿来一用？
在“设计与制作演示文稿”章节中，“自定义动画”这一教学内容在教材上的体现仅是一项实践学习，但学生要把“自定义动画”用到恰到好处并不容易，动画对象、动画开始时间、动画类型这三个概念学生并没有立体的认知。因为动画有事物发展顺序这一要素，所以笔者在进行教学设计时，尝试运用流程图来贯穿教学始终。教学由“保护野生动物”宣传片开始，引出“爱护环境”这一主题，教学任务为制作动画版“爱护环境”公益广告。在制作动画开始，笔者提供相关素材，如垃圾、垃圾筒、绿水、青山、文字主题等，学生创编广告故事情节，师生共同运用流程图来梳理动画思路，然后根据流程图，依次针对各个动画对象选择合适的动画类型，设置恰当的开始方式，最终实现动画效果。
与以往的教学设计相比，因为有流程图的辅助，学生一个情节一个情节有条不紊地高效完成了动画。在实践过程中，他们对照流程图，动画对象的选择是有序的，动画对象的开始时间是“之前”还是“之后”是明确的，动画类型是“进入”还是“退出”是切合情境的。流程图教学，帮助学生实现了从浅层了解“自定义动画”到深层掌握“自定义动画”的转变，打破了“走着走着就忘了初心”的混沌，构建了“逻辑性强”的秩序。
流程图另一个妙处在于学生可以通过流程图来评价学习目标达成情况，及时查漏补缺。例如，在本节课中，最后一个动画情节中包含的知识点——如何对文字设置进入与退出两种效果？如果这个情节学生自评未能完美表达，即可对该知识点再思考与实践，直至解决问题为止。